在塑料包裝材料的各項(xiàng)性能要求中,阻隔性能是包裝材料性能的一個(gè)重要指標(biāo)之一。包裝材料具有很好的阻隔性能,可以阻止氣體的侵入,以免被包裝產(chǎn)品受潮霉變;而有些材料又需要具有較好的透氣性和透濕性,以利于包裝內(nèi)外的氣體交換。因此,對(duì)透氣或透濕等性能的測(cè)試,是包裝材料阻隔性能測(cè)試中的一個(gè)十分重要的內(nèi)容。本文重點(diǎn)介紹塑料薄膜阻隔性能在透氧測(cè)試方面的主要測(cè)試方法,并對(duì)目前國(guó)內(nèi)常見的氧氣透過量的檢測(cè)方法進(jìn)行了分析比較,指出了它們的優(yōu)缺點(diǎn)和實(shí)際操作過程中的應(yīng)注意的一些問題。希仕代儀器公司是目前全球少有的擁有多種檢測(cè)方法和設(shè)備的公司,其產(chǎn)品完全從國(guó)外進(jìn)口,在國(guó)內(nèi)采用直營(yíng)模式,而非傳統(tǒng)的代理商模式,這一點(diǎn)更受廣大用戶的歡迎。筆者以希仕代公司的產(chǎn)品做一個(gè)測(cè)試方法的對(duì)比。
一、壓差法
依據(jù)標(biāo)準(zhǔn):GB/T1038-2000《塑料薄膜和薄片氣體透過性試驗(yàn)方法---壓差法》
檢測(cè)設(shè)備:Lyssy氣體透過率測(cè)試儀
試驗(yàn)原理:用試驗(yàn)薄膜隔成兩個(gè)獨(dú)立的空間,將其中一側(cè)(高壓室)充入測(cè)定用氣體,而另一側(cè)(低壓室)則抽真空,這樣在試樣兩側(cè)就產(chǎn)生了一定的壓差,高壓室的氣體就會(huì)通過薄膜滲透到低壓室,通過測(cè)量低壓側(cè)氣體體積或壓力的變化來計(jì)算氣體透過量,單位cm3/m2·d·Pa。
試驗(yàn)中應(yīng)注意的問題:
對(duì)于不同的材料氣體透過量是不一樣的,試驗(yàn)前應(yīng)根據(jù)透過量的大小選擇合適的適配器。必須小心涂抹真空脂,如果油脂涂在了氣體透過區(qū)域內(nèi),就污染了測(cè)試區(qū)域,從而會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果造成一定的影響。在涂抹真空脂時(shí)應(yīng)注意涂抹均勻,否則可能會(huì)影響測(cè)試區(qū)中試樣的狀態(tài),也有可能引起試樣在上下腔閉合時(shí)出現(xiàn)皺折,影響整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的密封。此外,應(yīng)保持涂抹量適中,涂抹過多會(huì)導(dǎo)致真空脂的浪費(fèi)和測(cè)試環(huán)境的污染,涂抹過少可能會(huì)出現(xiàn)漏涂的地方,以至系統(tǒng)的密封效果不佳,導(dǎo)致試驗(yàn)失敗。
小心固定試樣。此種測(cè)試方法實(shí)驗(yàn)腔的上下腔是靠夾具施加壓力來鎖緊的,在固定試樣時(shí)避免密封圈處對(duì)試樣反復(fù)摩擦而對(duì)試樣造成損傷,尤其是對(duì)于膜材剛性較大的如真空鍍鋁膜,實(shí)驗(yàn)中鍍鋁層朝向上腔,固定試樣時(shí)易損傷鍍鋁層;在放置測(cè)試樣品時(shí),應(yīng)該注意測(cè)試面和非測(cè)試面的方向,否則測(cè)試數(shù)據(jù)會(huì)有差異。一些材料特別是經(jīng)表面涂布的復(fù)合材料,其正反面的氧氣透過量和水蒸氣透過量測(cè)量結(jié)果差別較大。
二、等壓法
依據(jù)標(biāo)準(zhǔn):GB/T 19789-2005,ASTMD3985-1995
檢測(cè)設(shè)備:Illinois透氧測(cè)試儀
利用試樣將滲透腔隔成兩個(gè)獨(dú)立的氣流系統(tǒng),一側(cè)為流動(dòng)的測(cè)試氣體(可以是純氧氣或是含氧氣的混合氣體),另一側(cè)為流動(dòng)的干燥氮?dú)?。試樣兩邊的壓力相等,但氧氣分壓不同。在氧濃度差的作用下,氧氣透過薄膜并被氮?dú)饬魉椭羵鞲衅髦?,由傳感?*測(cè)量出氮?dú)饬髦袛y帶的氧氣量,從而計(jì)算出材料的氧氣透過率。單位cc/m2/day。
滿足此標(biāo)準(zhǔn)的儀器采用的是庫(kù)倫電量傳感器,此傳感器是一種**值傳感器,對(duì)滲透過被測(cè)樣品的氧氣進(jìn)行100%的測(cè)試,因此其傳感器的效率要求很高,95%以上;此種方法的儀器精度很高,重復(fù)性高,為廣大消費(fèi)者喜愛。
此種方法可以通過不同的濕度、溫度及不同氧含量的氣體條件測(cè)試,能更有效地模擬包裝在實(shí)際中的作用條件,測(cè)試過程中試樣兩側(cè)壓力相同,可以減少試驗(yàn)過程中的泄漏和對(duì)試樣的破壞。
在等壓法中,還有一種傳感器叫做電化學(xué)傳感器,此類傳感器的檢測(cè)效率很低,只能檢測(cè)部分測(cè)試氣體,然后通過對(duì)通過檢測(cè)器的氣體的比例進(jìn)行換算出透過被測(cè)樣品的氧氣含量。這種傳感器的壽命短,一般不超過3年,精度低,重復(fù)性差,因此市面上只有很少的一部分用戶使用裝備這種傳感器的儀器。
而某些品牌的代理商在銷售此類儀器時(shí),通常進(jìn)行概念的混淆,用來作為攻擊詆毀他的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的一種方法。希望廣大客戶在選擇的時(shí)候,不要聽信片面之言,要多做了解,多跟廠家溝通,這樣才能選擇到自己真正需要并適合自己的產(chǎn)品。
試驗(yàn)方法的選擇:
前面簡(jiǎn)單的介紹了包裝薄膜阻隔性能的測(cè)試方法以及試驗(yàn)過程中需要注意的問題,使用者在測(cè)試之前根據(jù)自己的實(shí)際需求和不同材料的阻隔性高低進(jìn)行選擇,對(duì)于除了氣調(diào)包裝的材料需要選擇壓差法之外,其他材料的氣體透過量的檢測(cè)一般是檢測(cè)氧氣的透過量,測(cè)試質(zhì)地硬且脆易損傷的材料如真空鍍鋁膜的氧氣透過量時(shí),建議采用等壓法測(cè)定。該方法在固定試樣時(shí)密封措施較好,而且該方法不存在抽真空步驟,因此不必?fù)?dān)心鍍鋁層受到損傷。對(duì)于復(fù)合包裝材料無論采用以上哪種方法檢測(cè)其阻隔性能,由于其結(jié)構(gòu)不一定對(duì)稱,因而都存在試樣的正反面問題。
目前我國(guó)對(duì)包裝薄膜阻隔性能測(cè)試還主要偏重于包裝材料(片材和薄膜)的氧氣滲透性,很少有人測(cè)試包裝件和產(chǎn)品的整體的滲透性。其實(shí)測(cè)試整體包裝件或包裝容器的密封性,更切合我們?cè)趯?shí)際中的應(yīng)用,例如有些產(chǎn)品的包裝,包裝材料的測(cè)試結(jié)果是令人滿意的,但在應(yīng)用過程中卻常常會(huì)出現(xiàn)問題,這是因?yàn)榘b材料在其成型、熱封、**以及貯存、運(yùn)輸、銷售等過程中,材料的阻隔性能會(huì)發(fā)生變化,所以使用高阻隔性的包裝材料,不一定可以生產(chǎn)出高阻隔性的包裝件。因此,要想獲得對(duì)包裝的整體而真實(shí)的效果,只對(duì)包裝材料的滲透性檢測(cè)是不夠的,還需要對(duì)*后密閉包裝成品進(jìn)**體透過性能的測(cè)試以獲得流通領(lǐng)域的真實(shí)情況。